Bór-karbid vékonyrétegek építése nano- és szub-pikoszekundum impulzusidejű lézerekkel keltett plazmából

Csákó Tamás
IV. informatikus fizikus
Témavezető: Dr. Szörényi Tamás tudományos főmunkatárs
SZTE-TTK Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék

	Bór-karbid vékonyrétegek előállítása meglehetősen nehéz feladat. Az impulzus lézerrel keltett plazmából történő rétegépítés (PLD) sem problémamentes. Az eddigi eredmények szerint a filmek kémiai összetétele nem követi pontosan a target összetételét.
A tradícionális, néhány 10 ns impulzusidejű excimer lézerek használata esetén megjelenő nagyszámú csepp elrontja a réteg morfológiáját. Dolgozatomban azt vizsgálom, hogy mennyiben küszöbölhetők ki ezek a problémák az impulzushossz rövidítésével.
	A rétegeket B4C kerámia target vákuumban történő ablációjával állítottam elő. A tradícionális KrF excimer lézer, illetve a 248 nm-en 500 fs-os impulzusokat szolgáltató hibrid festék/excimer lézerrendszer nyalábját 45°-os szögben fókuszáltam a target felszínére. A kíséletek során mind a target felületére jutó energiát, mind az ablált terület nagyságát szisztematikusan változtattam. A ns-os lézer esetén az impulzusszám*energiasűsűség szorzatot állandónak tartva 18020 nm-es, míg a szub-ps-os esetben, 2000 és 7000 között változó számú impulzussal, néhány 10-től néhány 100 nm-ig változó vastagságú rétegeket készítettem.
	A filmek atomi-erő mikroszkópos vizsgálata alapján megállapítottam, hogy a szub-ps-os lézerrel épített filmek – a KrF excimer lézerrel készítettekkel szemben – gyakorlatilag cseppmentesek. Az RMS-sel definiált felületi érdességben nagyságrendi különbség mutatkozik a rövidebb impulzus javára.
	Legfontosabb eredményem annak a bizonyítása, hogy a szub-ps-os impulzusok használata esetén nem a szokásosan használt és elfogadott energiasűrűség
(vagy teljesítménysűrűség) az a paraméter, amely meghatározza a filmek épülési sebességét és tulajdonságait. A meghatározó paraméter az ablált terület (a lézerfolt) nagysága.